JP2933279B1 - 分岐シールド掘進方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】本線トンネルの複数個所から分岐線トンネルを
分岐可能にし、シールド掘進機の機長の増大を防止し、
曲進性能を確保し、構造の簡単化を図る。 【解決手段】シールド掘進機１において前胴３に中折れ
部６を介して本体胴部材４が連結され、この本体胴部材
４にほぼ同長のアウタ胴部材５が摺動自在に外嵌され、
アウタ胴部材５は本体胴部材４に２構造に重ねた第１位
置と図７に図示のように本体胴部材４の後方へ１重構造
に延ばした第２位置とに切換え可能に構成され、アウタ
胴部材５を第１位置とし両胴部材４，５を固定した状態
で本線トンネルＴを掘進され、分岐線シールド掘進機４
０を分岐させる分岐発進口３４を形成する際にはアウタ
胴部材５を第２位置に切換えつつアウタ胴部材５の内面
付近に特殊セグメントＳａを構築して分岐発進口３４と
発進口リング３６を形成し、シールド掘進機１を分岐発
進口３４より前進させてから分岐線シールド掘進機４０
を分岐発進させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、分岐シールド掘
進方法に関し、特に簡単な構造のシールド掘進機により
本線トンネルの複数個所から分岐線シールド掘進機を分
岐発進可能にした技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】 上下水道や通信ケーブル用の種々のシ
ールド坑（トンネル）をシールド掘進機で掘進する際
に、トンネルの途中から小径の分岐トンネルを分岐掘進
することも多い。分岐掘進する場合、通常、本線のシー
ルド掘進機で本線トンネルを掘進していき、分岐地点に
到着した時に、本線用シールド掘進機から分岐線シール
ド掘進機を左方または右方へ直角状に分岐発進させ、そ
の分岐後には本線トンネルを本線用シールド掘進機で分
岐トンネルを分岐線シールド掘進機で夫々独立に掘進す
る。

【０００３】例えば、特開平８−１６５８８４号公報に
は、分岐掘進可能なシールド掘進機として、カッターデ
ィスク、前胴、中胴、後胴、前胴後端付近の複数の切羽
側シールドジャッキ、後胴前端付近に設けた複数の立坑
側シールドジャッキ、後胴内に設けたエレクタ装置、中
胴に設けた分岐発進部及び分岐トンネル掘進用の分岐線
シールド掘進機等を備え、中胴を３重構造にしたシール
ド掘進機が記載されている。

【０００４】このシールド掘進機においては、分岐地点
に到達前は立坑側シールドジャッキにより掘進推力を発
生させつつ掘進し、分岐地点においてシールド掘進機を
一時停止させ、３重構造の中胴を伸長させて分岐発進用
窓を開口させて分岐線シールド掘進機を発進させ、その
後本線シールド掘進機では、中胴の内側２重構造と後胴
とを前胴から切り離し、切羽側シールドジャッキにより
掘進推力を発生させて掘進し、その本線トンネルの掘進
と並行して分岐線シールド掘進機により分岐線トンネル
の掘進を行う。

【０００５】特開平９−１９５６７０号公報には、分岐
線トンネルの直径よりも長い後胴を中折れ式に連結した
シールド掘進機により、本線トンネルを掘進していき、
分岐地点において後胴の内面に分岐用開口部を有するセ
グメントリングを組立て、外部から分岐線シールド掘進
機を搬入して分岐用開口部にセットしてから、シールド
掘進機をセグメントリングよりも前進させ、分岐用開口
部から分岐線シールド掘進機を分岐発進させるシールド
掘進技術が記載されている。このシールド掘進技術で
は、１本の本線トンネルを掘進していき、その本線トン
ネルの複数個所から分岐線トンネルを分岐させることが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 前記特開平８−１６
５８８４号公報のシールド掘進機では、分岐発進の際
に、中胴の内側２重構造と後胴とを分離して地中に残し
ていくため、基本的に本線トンネルから１つの分岐線ト
ンネルしか分岐させることができない。尤も、３重構造
の中胴を複数組装備しておけば、複数個所から分岐発進
可能になるが、その場合、機長が長くなり、シールドジ
ャッキの容量が増大し、シールドジャッキの反力を支持
するセグメントの強度が不足し、曲進性能が低下する等
の問題がある。

【０００７】前記特開平９−１９５６７０号公報のシー
ルド掘進技術では、１本の本線トンネルの複数個所から
分岐線トンネルを分岐させることができる点で優れてい
るが、そのシールド掘進機では、分岐線トンネルの直径
よりも長い後胴を装備しているため、後胴の強度面で不
利となる。

【０００８】本発明の目的は、本線トンネルの複数個所
から分岐線トンネルを分岐可能な分岐シールド掘進方法
を提供すること、そのシールド掘進機における機長の増
大を抑制し且つ曲進性能を確保し且つ構造を簡単化する
こと、等である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 請求項１の分岐シール
ド掘進方法は、シールド掘進機で本線トンネルを掘進し
ていき、本線トンネルの途中の分岐地点において分岐線
シールド掘進機を分岐発進させる分岐シールド掘進方法
において、前記シールド掘進機の胴部材にトンネル軸心
方向へスライド可能に外嵌されたアウタ胴部材を予め設
け、前記アウタ胴部材を胴部材に最大限重ね両者の後端
部を接近させて固定解除可能に固定した状態で本線トン
ネルの掘進を行う第１工程と、前記本線トンネルを掘進
する途中において、前記アウタ胴部材の胴部材に対する
固定を解除してシールド掘進機のアウタ胴部材以外の部
分をアウタ胴部材に対して相対的に前進移動させ、アウ
タ胴部材の内面付近にセグメントをリング状に構築し且
つ分岐発進口を形成する第２工程と、前記シールド掘進
機を分岐発進口より前進させた状態で、その分岐発進口
から分岐線シールド掘進機を分岐発進させる第３工程
と、前記分岐線シールド掘進機を分岐発進させてから又
は分岐発進させながら、複数のシールドジャッキにより
アウタ胴部材をシールド掘進機のアウタ胴部材以外の部
分に対して相対的に前進移動させて胴部材に最大限重ね
る第４工程とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】シールド掘進機には、その胴部材にトンネ
ル軸心方向へスライド可能に外嵌されたアウタ胴部材を
予め設けられている。第１工程では、アウタ胴部材を胴
部材に最大限重ね両者の後端部を接近させて固定解除可
能に固定した状態で本線トンネルの掘進を行う。第２工
程では、本線トンネルを掘進する途中において、アウタ
胴部材の胴部材に対する固定を解除してシールド掘進機
のアウタ胴部材以外の部分をアウタ胴部材に対して相対
的に前進移動させ、アウタ胴部材の内面付近にセグメン
トをリング状に構築しながら分岐発進口を形成する。但
し、この場合、エレクタにより胴部材の後端部分の内面
にセグメントを構築していく。第３工程では、シールド
掘進機を分岐発進口より前進させた状態で、その分岐発
進口から分岐線シールド掘進機を分岐発進させる。その
後、第４工程とにおいて、分岐線シールド掘進機を分岐
発進させてから又は分岐発進させながら、複数のシール
ドジャッキによりアウタ胴部材をシールド掘進機のアウ
タ胴部材以外の部分に対して相対的に前進移動させて胴
部材に最大限重ねる。

【００１１】請求項２の分岐シールド掘進方法は、請求
項１の発明において、前記胴部材は、前端側の前胴部材
と、この前胴部材に中折れ部を介して連結された本体胴
部材であってアウタ胴部材がスライド可能に外嵌された
本体胴部材を有することを特徴とするものである。前記
胴部材が、前胴部材とこの前胴部材に中折れ部を介して
連結された本体胴部材を有するため、シールド掘進機を
本線トンネルを掘進する際の曲進性能を確保でき汎用性
に優れる。

【００１２】請求項３の分岐シールド掘進方法は、請求
項１又は２の発明において、前記第３工程の後に、第１
〜第３工程の工程群を１又は複数回繰り返すことを特徴
とするものである。それ故、複数の異なる分岐発進地点
から複数の分岐線シールド掘進機を発進させることがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。最初に、本線シールド掘進
機１の構造について説明する。尚、掘進方向に向かって
前後左右を前後左右として説明する。図１に示すよう
に、本線シールド掘進機１の胴部材２は、前端側の前胴
３と、この前胴３の後端部に中折れ部６を介して連結さ
れた本体胴部材４とで構成され、この本体胴部材４にス
ライド自在に外嵌されたアウタ胴部材５が設けられてい
る。円筒状の前胴３はトンネル軸心方向に短く構成さ
れ、円筒状の本体胴部材４は、トンネル軸心方向にかな
り長く前胴３の３〜４倍の長さに形成されている。

【００１４】本体胴部材４の内面側には環状ウェブ７
と、環状フレーム８とが溶接接合されている。中折れ部
６の中折れ胴としての本体胴部材４の前端部の外面には
部分球面座が形成され、この部分球面座が前胴３の後端
部内面の部分球面凹座に回動自在に係合され、本体胴部
材４に対して前胴３を左右に方向変換可能である。この
中折れ部６の内側の左側部と右側部には、夫々複数の中
折れジャッキ９が設けられ、各中折れジャッキ９のジャ
ッキ本体は隔壁１０のブラケットに鉛直のピンにて連結
されるとともに各中折れジャッキ９のロッドの先端は環
状ウェブ７に固着のブラケットに鉛直のピンにて連結さ
れている。それら中折れジャッキ９により通常のシール
ド掘進機と同様に、本線トンネルＴの掘進方向を左方ま
たは右方へ方向変換可能である。

【００１５】アウタ胴部材５は円筒状のもので、本体胴
部材４にトンネル軸心方向に摺動自在に外嵌され、アウ
タ胴部材５は本体胴部材４と略同じ長さで、図１に図示
のように本体胴部材４に２重構造に重ねて外嵌させた第
１位置と、図７、図８に示すように、１重構造にして本
体胴部材４の後方へ伸長させた第２位置とに亙って位置
切換え可能になっている。本線トンネルＴを掘進する際
には、アウタ胴部材５を第１位置にし、アウタ胴部材５
の後端部と本体胴部材４の後端部を接近させて、それら
後端部同士を固定リング１１により固定した状態に保持
する。尚、アウタ胴部材５の前端部の内面部には環状の
シール１２が装着されている。

【００１６】尚、固定リング１１の代わりに、周方向適
当間隔おきに配置する固定板片を介して本体胴部材４と
アウタ胴部材５の後端部同士を固定してもよい。尚、ア
ウタ胴部材５の後端から延ばした筒体にテールシール１
３が設けられている。

【００１７】このシールド掘進機１の前端部には、カッ
ターディスク１５が設けられ、カッターディスク１５の
背部にチャンバー１６が形成され、チャンバー１６の後
端は前胴３の内側に横断状に設けられて前胴３に固定さ
れた隔壁１０により液密に仕切られている。カッターデ
ィスク１５は、前胴３と同じ直径に形成され、その前面
部に設けられた多数のカッタービット１７と、複数のカ
ッタースポーク１８と、中心フレーム１９と、隔壁１０
に回転自在に支持された支持部２０とを有する。隔壁１
０には後方へ膨らんだ突出壁部１０ａが設けられ、この
突出壁部１０ａに取りつけられた複数のカッター駆動モ
ータ２１によりカッターディスク１５が正逆回転駆動さ
れる。

【００１８】トンネル掘進時の掘進推力を発生させる複
数（例えば、１０本）のシールドジャッキ２２が本体胴
部材４の長さ方向中央部の内面付近に前後方向向きに且
つロッドを後方向きにして配設され、それらシールドジ
ャッキ２２のジャッキ本体は環状フレーム８に固定され
ている。各シールドジャッキ２２のロッドの後端部には
偏心金具２３が連結され、その偏心金具２３の半球凸部
にはスプレッダー２４がルーズにピン連結されている。
本線トンネルＴの掘進の際には、本線トンネルＴの内面
に覆工されたセグメントＳの前端に複数のスプレッダー
２４で反力をとり掘進推力を発生させる。

【００１９】チャンバー１６内の泥水を排出する為の排
泥設備２５が設けられ、この排泥設備２５は送水管２６
と排泥管２７とバイパス管２８等を有する。送水管２６
は地上からトンネル内に導入された送水系に接続され、
この送水管２６は隔壁１０を貫通して隔壁１０に固定さ
れ、チャンバー１６内へ送水する。排泥管２７は隔壁１
０を貫通して隔壁１０に固定され、トンネル内を後方へ
延び地上へ導出された排泥系に接続されている。送水管
２６と排泥管２７には夫々開閉弁が介装され、バイパス
管２８にも開閉弁が介装されている。

【００２０】本線トンネルＴの内面を覆工するセグメン
トＳを組付けるエレクタ装置３０であって、一般的なエ
レクタ装置と同様のエレクタ装置３０が設けられてい
る。このエレクタ装置３０は、複数の遊転ローラに回動
自在に支持された可動フレーム３１と、この可動フレー
ム３１に取付けられたエレクタ本体３２と、可動フレー
ム３１を回転駆動する電動式または油圧式の駆動モータ
（図示略）等を有する。

【００２１】本線トンネルＴを掘進する際には、カッタ
ー駆動モータ２１によりカッターディスク１５を回転駆
動しながら、本線トンネルＴの内面に覆工したセグメン
トＳの前端に反力を取り、複数のシールドジャッキ２２
で掘進推力を発生させて掘進し、シールドジャッキ２２
の１ストローク分の掘進毎に１リング分のセグメントＳ
を本体胴部材４の後端部分の内面にセグメントＳを組付
け、その後再びシールドジャッキ２２の１ストローク分
の掘進を行うのを繰り返し実行していく。

【００２２】尚、掘削した土砂は泥水となってチャンバ
ー１６内に収容され、排泥設備２５により排出される。
尚、この実施形態のシールド掘進機１は泥水シールドを
適用しているが、土圧シールドを適用することも可能で
あり、その場合排泥設備２５に代えて排土設備が設けら
れる。

【００２３】次に、分岐線シールド掘進機の構造につい
て、図２を参照して説明する。尚、掘進方向に向かって
前後左右を前後左右として説明する。図２に示すよう
に、この分岐線シールド掘進機４０は、前胴４１と、前
胴４１の後端部に中折れ部４２を介して連結された後胴
４３と、カッターディスク４４と、カッター駆動モータ
４５と、複数の中折れジャッキ４６と、複数のシールド
ジャッキ４７と、排泥設備４８と、エレクタ装置４９等
を有する。

【００２４】図１６〜図１８に示すように、前胴４１は
前胴前部４１ａと前胴後部４１ｂとを溶接接合した構造
であり、図２０〜図２２に示すように、後胴４３は後胴
前部４３ａと後胴中央部４３ｂと後胴後部４３ｃとを溶
接接合した構造である。図２に示すように、カッターデ
ィスク４４の背部にはチャンバー５０が形成され、その
チャンバー５０の後端が隔壁５１で仕切られ、隔壁５１
は前胴４１の前端付近部の内側に横断状に配設されて前
胴４１に溶接接合され、カッターディスク４４は隔壁５
１に回転自在に支持されている。カッターディスク４４
は、その前面部の多数のカッタービット４４ａと、複数
のカッタースポーク４４ｂと、中心フレーム４４ｃと、
回転支持部４４ｄとを有する。このカッターディスク４
４は、電動式または油圧式のカッター駆動モータ４５に
より正逆回転駆動される。

【００２５】前記後胴４３の前端部の内面側には環状フ
レーム５２が溶接接合され、この環状フレーム５２に中
折れ部４２の中折れ胴４２ａが結合されている。中折れ
胴４２ａの前部外面の部分球面座が、前胴４１の後端部
内面の部分球面凹座に回動自在に係合している。前胴４
１の内側の左側部と右側部には夫々複数の中折れジャッ
キ４６が配設され、各中折れジャッキ４６のジャッキ本
体は前胴４１と隔壁５１に固着のブラケットに鉛直のピ
ンで連結されるとともに各中折れジャッキ４６のロッド
の先端部は中折れ胴４２ａと環状フレーム５２とに固着
のブラケットに鉛直のピンで連結されている。

【００２６】前胴４１の後部と中折れ胴４２ａの内面付
近には複数のシールドジャッキ４７が前後方向向きに且
つロッドを後方に向けて配設され、各シールドジャッキ
４７のジャッキ本体は環状フレーム５２に固定され、各
シールドジャッキ４７のロッドの先端部には偏心金具５
３が連結され、その偏心金具５３の半球状凸部にはスプ
レッダー５４がルーズにピン連結されている。

【００２７】排泥設備４８は、送水管４８ａ、排泥管４
８ｂ、バイパス管、開閉弁等を有し、前記の排泥設備２
６と同様のものである。エレクタ装置４９は、可動フレ
ーム４９ａと、エレクタ本体４９ｂと、回転駆動モータ
（図示略）等を有し、可動フレーム４９ａは、後胴４３
の内面側に固定のフレームに複数の遊転ローラにて回動
可能に支持されている。

【００２８】以上の分岐線シールド掘進機４０により、
分岐線トンネルＴｂを駆動する際には、カッター駆動モ
ータ４５によりカッターディスク４４を回転駆動しなが
ら、分岐線トンネルＴｂの内面に覆工したセグメントＳ
ｂの前端に反力を取り、複数のシールドジャッキ４７で
掘進推力を発生させて掘進し、シールドジャッキ４７の
１ストローク分の掘進毎に１リング分のセグメントＳｂ
を後胴４３の内面に組付け、その後再びシールドジャッ
キ４７の１ストローク分の掘進を行うのを繰り返し実行
する。

【００２９】次に、以上の分岐掘進可能なシールド掘進
機１の作用について説明する。但し、以下の説明は、分
岐シールド掘進方法についての説明をも含む。尚、図３
〜図１５の図は、本線トンネルＴのシールド掘進の各段
階における左側部分の要部の横断平面を示す。本線トン
ネルＴの掘進を行う際には、図１、図３に示すように、
アウタ胴部材５を第１位置に保持し、本体胴部材４の後
端部をアウタ胴部材５の後端部の内面側に接近状に位置
させ、本体胴部材４の後端に溶接接合した固定リング３
３をアウタ胴部材５の後端部の内面に溶接接合すること
で、本体胴部材４とアウタ胴部材５とを固定解除可能に
固定した状態で作動させる。

【００３０】本体胴部材４の後端部分の内面に、エレク
タ装置３０により、例えばコンクリート製のセグメント
Ｓをリング状に組付け、そのセグメントＳに反力をとり
複数のシールドジャッキ２２により掘進推力を発生させ
ながら本線トンネルＴを掘進していく（図３参照）。こ
のとき、掘削した土砂は、チャンバー１６内へ流れ込
み、そこで送水管２６から供給される水と攪拌されて泥
水となって排泥管２７から排出される。

【００３１】この本線トンネルＴの掘進の際、アウタ胴
部材５を第１位置に保持した状態では、シールド掘進機
１の機長が比較的短いため、掘進抵抗が大きくならずシ
ールドジャッキ２２の容量も比較的小容量で済み、セグ
メントＳの強度も普通の強度でよく、中折れ部６と中折
れジャッキ９を介して掘進方向の方向変換も容易であ
る。しかも、前胴３とアウタ胴部材５とで２重構造にな
るため剛性、強度に優れるし、アウタ胴部材５と本体胴
部材４の両後端部が接近し、アウタ胴部材５と本体胴部
材４が完全に２重構造となっているため、アウタ胴部材
５と本体胴部材４の強度面でも有利である。

【００３２】次に、本線トンネルＴの掘進途中に、分岐
線トンネルＴｂを分岐させる分岐地点に達した際には、
図４〜図６に示すように、本線トンネルＴを掘進しなが
ら、シールド掘進機１のアウタ胴部材５以外の部分をア
ウタ胴部材５対して相対的に前進させながら、アウタ胴
部材５の内面付近に分岐発進口３４を形成するスチール
製の特殊セグメントＳａを組付け、分岐発進口３４を形
成する。

【００３３】このとき、図４に示すように、アウタ胴部
材５を固定する固定リング３３と本体胴部材４との溶接
接合部をガス溶断にて分離し、アウタ胴部材５に固着状
態の固定リング３３に環状の止め板３５を周方向適当間
隔おきの複数個所で溶接してセグメントＳの前端に当接
させ、本体胴部材４の内面に鋼製の特殊セグメントＳａ
をリング状に組付け、その状態で複数のシールドジャッ
キ２２を作動させてシールド掘進機１のアウタ胴部材５
以外の部分を１ストローク分前進移動させる（図５参
照）。

【００３４】その後、覆工した特殊セグメントＳａの一
部を剥がし、止め板３５の溶接個所をガス溶断して止め
板３５を取外し、図６に示すように、その止め板３５を
特殊セグメントＳａの前端に対応する位置に移設して前
記と同様にアウタ胴部材５に溶接接合し、次の１ストロ
ーク分の特殊セグメントＳａを組付け、前記同様にシー
ルド掘進機１のアウタ胴部材５以外の部分を前進移動さ
せる。これを繰り返していくことにより、図７に示すよ
うに、例えば９リング分の特殊セグメントＳａが組付け
られ、アウタ胴部材５が本体胴部材４に対して相対的に
後方へ最大限伸長移動した第２位置になる。尚、アウタ
胴部材５が第２位置になったとき、前記と同様の固定リ
ング３３ａを本体胴部材４の後端に溶接接合するととも
にアウタ胴部材５の内面に溶接接合する。

【００３５】図７に示すように、前記９リング分の特殊
セグメントＳａを構築しながら例えば本線トンネルＴの
左側面に分岐発進口３４を形成するとともに、その分岐
発進口３４に鋼製の発進口リング３６を組付けて特殊セ
グメントＳａにボルト結合し、発進口リング３６の内面
部には環状のエントランスパッキン３７を装着する。
尚、分岐発進口３４はアウタ胴部材５の内面側に形成す
るので、地山の土水圧がトンネルＴ内へ流入することは
ない。

【００３６】次に、図８に示すように分岐線シールド掘
進機４０の前端部分（少なくとも、カッターディスク４
４と前胴前部４１ａとその内部機器を含む部分）を外部
から搬入して、発進口リング３６に部分的に挿入してセ
ットする。その後、分岐線シールド掘進機４０における
掘進の反力を取る為の仮の反力支持部材を構築するとと
もに、エントランスパッキン３７を膨張させて封止状態
にする。

【００３７】次に、図８に示すように、アウタ胴部材５
を第２位置に保持し、本体胴部材４とアウタ胴部材５と
を固定解除可能に固定した状態で本線トンネルＴを掘進
し、特殊セグメントＳａを構築していく。尚、この場
合、トンネル軸心方向長さの大きなセグメントを搬入す
るのが難しいため、トンネル軸心方向長さの小さな特殊
セグメントＳａを構築していくが、コンクリート製のセ
グメントを適用してもよい。これと並行して、シールド
掘進機１が分岐発進口３４よりも前進してから（アウタ
胴部材５の後端が分岐発進口３４よりも前方へ前進して
から）、分岐線シールド掘進機４０を分岐発進口３４か
ら発進させて分岐線トンネルＴｂの掘削を開始する。

【００３８】その後、図９に示すように、分岐線シール
ド掘進機４０に前胴後部４１ｂを接続し、反力支持部材
を適宜構築したり移設したりしながら、分岐線トンネル
Ｔｂの掘削を実行していく。尚、分岐線シールド掘進機
４０にその分割体を順次増築しながら分岐発進する動作
については、図１６〜図２２を参照して後述する。次
に、図１０に示すようにシールドジャッキ２２により伝
達部材３８を併用して特殊セグメントＳａの前端に反力
を取りながら、本線トンネルＴの掘進を継続し、シール
ド掘進機１が分岐発進口３４よりも前方へ前進した時点
において、シールド掘進機１においては分岐発進の為の
作業は終了したことになるので、以下に説明するよう
に、アウタ胴部材５を図１５に示す第１位置に復帰させ
る。

【００３９】この場合、シールド掘進機１による掘進を
停止し、シールド掘進機１の前端に作用する土水圧でシ
ールド掘進機１が後退しないように、例えば１つおきの
５本のシールドジャッキ２２で特殊セグメントＳａの前
端に反力を取ってシールド掘進機１の後退を防止しなが
ら、１つおきの５本のシールドジャッ２２によりアウタ
胴部材５を前進移動させる。

【００４０】即ち、図１０、図１１に示すように、５本
のシールドジャッキ２２に対応する５個所において、ア
ウタ胴部材５の内面に止め部材３９を溶接接合し、その
各止め部材３９を伝達部材３８にボルト結合し、伝達部
材３８をスプレッダー２４にもボルト結合し、本体胴部
材４とアウタ胴部材５とを固定していた固定リング３３
ａをガス溶断してアウタ胴部材５と本体胴部材４との結
合を解き、それらシールドジャッキ２２のピストンロッ
ドを前方へ退入駆動し、本体胴部材４に対して相対的に
アウタ胴部材５を前方へ引張り駆動すると、図１１に示
すようにアウタ胴部材５が１ストローク分前進する。そ
の後、図１２に示すように、５個の止め部材３９を分離
して後方へ移設しアウタ胴部材５に再び溶接してから、
前記と同様にシールドジャッキ２２により前方へ引張り
駆動する（図１３参照）。

【００４１】その後、図１４に示すように、本体胴部材
４の後端部分の内面に特殊セグメントＳａを組付け、短
い長さの伝達部材３８ａを適用したり、トンネル軸心方
向の幅の小さな特殊セグメントＳａ１適用したりしなが
ら、アウタ胴部材５を図１５に示すように第１位置に切
換える。そして、この状態において、前記固定リング３
３と同様の固定リング３３ｂが再度溶接されて、本体胴
部材４とアウタ胴部材５とが固定解除可能に固定され
る。

【００４２】このようにアウタ胴部材５を第１位置に切
換え、本体胴部材４とアウタ胴部材５とを固定した状態
で、前記と同様に、本線トンネルＴを掘進していく。そ
の後、再び、分岐線トンネルＴｂを分岐させる次の分岐
地点に到達した際には、前述したのと同様にして前記の
分岐線シールド掘進機４０とは別の第２の分岐線シール
ド掘進機を発進させることができる。こうして、必要に
応じて何回でも分岐線シールド掘進機を発進させること
ができる。

【００４３】次に、分岐線シールド掘進機４０にその分
割体を順次増築しながら分岐発進する動作について、図
１６〜図２２を参照して簡単に説明する。図１６に示す
ように、分岐線シールド掘進機４０の前端部分（カッタ
ーディスク４４と前胴前部４１ａと、カッター駆動機構
等）を本線トンネルＴ内に搬入して、発進口リンク３６
に挿入可能な状態にセットする。

【００４４】次に、図１７に示すように、分岐線シール
ド掘進機４０の前端部分を発進口リンク３６に挿入し、
前胴後部４１ｂを搬入して前胴前部４１ａの後端に結合
可能な状態にセットし、図１８に示すように、前胴前部
４１ａの後端に前胴後部４１ｂを溶接接合し、分岐線シ
ールド掘進機４０を分岐発進口３４から発進させ、分岐
線トンネルＴｂの掘進を開始する。この場合、複数の仮
シールドジャッキ４７を設け、図示外の反力支持部材で
反力をとって掘進推力を発生させる。

【００４５】次に、掘進を進めていき、前胴４１が発進
口リンク３６から殆ど突出しない状態になった時点にお
いて、図１９に示すように後胴前部４３ａを搬入して前
胴４１の後側にセットする。次に、図２０に示すよう
に、前胴４１の後端部に後胴前部４３ａを中折れ可能に
連結し、複数の中折れジャッキ４６を組付け、複数の仮
シールドジャッキ４７を移設する。次に、さらに掘進を
進めていき、後胴前部４３ａが発進口リンク３６から僅
かに突出する状態になった時点において、図２１に示す
ように、後胴中央部４３ｂを搬入して後胴前部４３ａの
後側にセットして、後胴中央部４３ｂを後胴前部４３ａ
の後端に溶接接合する。

【００４６】次にさらに掘進を進めていき、後胴中央部
４３ｂが発進口リンク３６から僅かに突出する状態にな
った時点で、図２２に示すように、後胴後部４３ｃを搬
入してセットし、その後胴後部４３ｃを後胴中央部４３
ｂの後端に溶接接合する。そして、排泥設備４８も整備
し、エレクタ装置４９も組付けると、分岐線シールド掘
進機４０が完成した状態となる。この分岐線シールド掘
進機４０は、直径もかなり大きく、エレクタ装置４９を
有するため、掘進した分岐線トンネルＴｂの内面にセグ
メントＳｂを覆工していくことになる。但し、分岐線ト
ンネルＴｂの直径が小さい場合には、エレクタ装置４９
を省略し、掘進した分岐線トンネルＴｂの内面にヒュー
ム管を覆工する場合もある。

【００４７】以上説明したシールド掘進機１において
は、アウタ胴部材５を本体胴部材４に２重構造に重ねて
両胴部材４，５の後端部を接近させた第１位置に保持し
て、通常のシールド掘進機と同様に本線トンネルＴの掘
進を行うことができる。分岐発進口３４を形成する際に
は、本線トンネルＴを掘進しながら、アウタ胴部材５を
第１位置から第２位置へ切換えつつ、アウタ胴部材５の
内面付近に特殊セグメントＳａを構築し且つ分岐発進口
３４を形成できる。

【００４８】前記アウタ胴部材５を第１位置に保持して
本線トンネルＴを掘進する際には、シールド掘進機１の
機長が増大することもなく、シールドジャッキ２２の容
量の増大を抑制でき、セグメントＳの強度面で有利であ
る。また、このシールド掘進機１では、中折れ部６を設
けてあるため、曲進性能に優れ汎用性に優れる。しか
も、本体胴部材４に対してアウタ胴部材５をスライド自
在に外嵌させた構成であるので、簡単な構造で安価に製
作できるシールド掘進機１になる。しかも、本体胴部材
４の後端部分の内面にセグメントＳを組付け、アウタ胴
部材５を第２位置に切換えた状態においてそれらセグメ
ントＳがアウタ胴部材５の内面付近に位置し、セグメン
トＳがアウタ胴部材５の内面に密着していないため、そ
の後シールド掘進機１を前進移動させる時の抵抗が小さ
くなる。

【００４９】このシールド掘進機１は、複数のシールド
ジャッキ２２を有し、それらシールドジャッキ２２を介
してアウタ胴部材５を第１位置から第２位置へまた第２
位置から第１位置へ切換えるので、複数のシールドジャ
ッキ２２を有効活用してアウタ胴部材５の位置切換えを
行うことができ、アウタ胴部材５の位置切換えの為の特
別な手段や機構を設ける必要がない。シールド掘進機１
の構造が複雑化することがなく、設備経済的に有利であ
る。尚、前記本発明の実施形態は、一例を示すものに過
ぎず、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態
に種々の変更を付加した形態で実施できることは勿論で
ある。

【００５０】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、シールド掘
進機に、予めアウタ胴部材を設け、第１工程〜第４工程
を行うことで、分岐線シールド掘進機を分岐発進させる
ことができ、第１工程〜第４工程を複数回繰り返すこと
で、本線トンネルの複数の分岐発進地点から分岐線シー
ルド掘進機を夫々分岐発進させることができる。アウタ
胴部材が前記の構成を有するため、本線トンネル掘進時
の状態において、シールド掘進機の機長が増大すること
もなく、アウタ胴部材は胴部材と２重構造になっている
ため、アウタ胴部材と胴部材の剛性の面で有利であり、
シールドジャッキの容量の増大を抑制でき、セグメント
の強度面で有利である。

【００５１】本線トンネル掘進の際、胴部材の後端部分
の内面に本線トンネルの内面を覆工する為のセグメント
を構築しながら、シールド掘進機のアウタ胴部材以外の
部分をアウタ胴部材に対して相対的に前進させて、その
アウタ胴部材の内面付近にセグメントをリング状に構築
し且つ分岐発進口を形成するので、アウタ胴部材の内面
側に分岐発進口を形成できる。セグメントは胴部材の内
面に構築されて結果的にアウタ胴部材の内面付近に構築
され、アウタ胴部材の内面にセグメントが密着してない
から、分岐発進口の形成後にシールド掘進機を前進させ
る際の摺動抵抗が小さくなる。

【００５２】第４工程では、シールド掘進機の前端に作
用する土水圧でシールド掘進機が後退しないように、例
えば半数のシールドジャッキでセグメントの前端に反力
を取ってシールド掘進機の後退を防止しながら、例えば
残り半数のシールドジャッによりアウタ胴部材を前進移
動させることができる。複数のシールドジャッキを介し
て、アウタ胴部材を本体胴部材に２重構造に重ねて外嵌
させた位置と、１重構造にして本体胴部材の後方へ伸長
させた位置とに亙って位置切換え可能であるので、複数
のシールドジャッキを有効活用してアウタ胴部材の位置
切換えを行うことができ、アウタ胴部材の位置切換えの
為の特別な手段や機構を設ける必要がない。シールド掘
進機の構造が複雑化することがなく、設備経済的に有利
である。

【００５３】請求項２の発明によれば、胴部材は、前端
側の前胴部材と、この前胴部材に中折れ部を介して連結
された本体胴部材であってアウタ胴部材がスライド可能
に外嵌された本体胴部材を有するため、シールド掘進機
を本線トンネルを掘進する際の曲進性能を確保でき汎用
性に優れる。その他請求項１と同様の効果を奏する。

【００５４】請求項３の発明によれば、請求項１の第３
工程の後に、第１〜第３工程の工程群を１または複数回
繰り返すことにより、複数の異なる分岐発進地点から分
岐線シールド掘進機を分岐発進させることができる。そ
の他請求項１又は２と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の縦断
側面図である。

【図２】分岐線シールド掘進機の縦断側面図である。

【図３】分岐発進口形成の準備状態を示す要部横断平面
図である。

【図４】分岐発進口形成の為に特殊セグメントを構築す
る状態を示す要部横断平面図である。

【図５】分岐発進口形成の為にアウタ胴部材を第２位置
に切換える状態を示す要部横断平面図である。

【図６】分岐発進口形成の為に図４、図５の状態を進展
させた状態を示す要部横断平面図である。

【図７】特殊セグメントに形成した分岐発進口を示す要
部横断平面図である。

【図８】シールド掘進機と発進前の分岐線シールド掘進
機の横断平面図である。

【図９】分岐線シールド掘進機の発進直後の状態を示す
要部横断平面図である。

【図１０】アウタ胴部材を第１位置へ復帰させる準備状
態と分岐線シールド掘進機とを示す要部横断平面図であ
る。

【図１１】アウタ胴部材を第１位置に復帰させる途中状
態と分岐線シールド掘進機とを示す要部横断平面図であ
る。

【図１２】アウタ胴部材を第１位置に復帰させる途中状
態と分岐線シールド掘進機とを示す要部横断平面図であ
る。

【図１３】アウタ胴部材を第１位置に復帰させる途中状
態と分岐線シールド掘進機と分岐線トンネルに覆工した
セグメントとを示す要部横断平面図である。

【図１４】アウタ胴部材を第１位置に復帰させる途中状
態と分岐線トンネルに覆工したセグメントとを示す要部
横断平面図である。

【図１５】アウタ胴部材を第１位置に復帰させた状態と
分岐線トンネルに覆工したセグメントとを示す要部横断
平面図である。

【図１６】分岐発進の第１の段階の分岐線シールド掘進
機の断面図である。

【図１７】分岐発進の第２の段階の分岐線シールド掘進
機の断面図である。

【図１８】分岐発進の第３の段階の分岐線シールド掘進
機の断面図である。

【図１９】分岐発進の第４の段階の分岐線シールド掘進
機の断面図である。

【図２０】分岐発進の第５の段階の分岐線シールド掘進
機の断面図である。

【図２１】分岐発進の第６の段階の分岐線シールド掘進
機の断面図である。

【図２２】分岐発進の第７の段階の分岐線シールド掘進
機の断面図である。

【符号の説明】

Ｔ 本線トンネル Ｔｂ 分岐線トンネル Ｓ セグメント Ｓａ 特殊セグメント ２ 胴部材 ３ 前胴 ４ 本体胴部材 ５ アウタ胴部材 １５ カッターディスク ２２ シールドジャッキ ３４ 分岐発進口 ４０ 分岐線シールド掘進機

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機で本線トンネルを掘進し
   ていき、本線トンネルの途中の分岐地点において分岐線
   シールド掘進機を分岐発進させる分岐シールド掘進方法
   において、 前記シールド掘進機の胴部材にトンネル軸心方向へスラ
   イド可能に外嵌されたアウタ胴部材を予め設け、 前記アウタ胴部材を胴部材に最大限重ね両者の後端部を
   接近させて固定解除可能に固定した状態で本線トンネル
   の掘進を行う第１工程と、 前記本線トンネルを掘進する途中において、アウタ胴部
   材の胴部材に対する固定を解除してシールド掘進機のア
   ウタ胴部材以外の部分をアウタ胴部材に対して相対的に
   前進移動させ、アウタ胴部材の内面付近にセグメントを
   リング状に構築し且つ分岐発進口を形成する第２工程
   と、 前記シールド掘進機を分岐発進口より前進させた状態
   で、その分岐発進口から分岐線シールド掘進機を分岐発
   進させる第３工程と、前記分岐線シールド掘進機を分岐発進させてから又は分
   岐発進させながら、複数のシールドジャッキによりアウ
   タ胴部材をシールド掘進機のアウタ胴部材以外の部分に
   対して相対的に前進移動させて胴部材に最大限重ねる第
   ４工程と、 を備えたことを特徴とする分岐シールド掘進方法。
2. 【請求項２】 前記胴部材は、前端側の前胴部材と、こ
   の前胴部材に中折れ部を介して連結された本体胴部材で
   あってアウタ胴部材がスライド可能に外嵌された本体胴
   部材を有することを特徴とする請求項１に記載の分岐シ
   ールド掘進方法。
3. 【請求項３】 前記第３工程の後に、第１〜第３工程の
   工程群を１又は複数回繰り返すことを特徴とする請求項
   １または２に記載の分岐シールド掘進方法。